一、物理模拟实验理想材料——塑化松香和有关物理参数测定（论文文献综述）
邹会松[1]（2021）在《考虑多因素影响的含水软弱夹层地下洞室稳定性研究》文中提出地下工程常会遭遇超预期的软弱夹层带,尤其夹层含水时,强度进一步弱化,对工程的稳定性造成不良影响。本文在研制专用模型试验系统的基础上,采用模型试验方法对含水软弱夹层地下洞室进行研究,通过开挖试验以及长时间蠕变试验,模拟地下工程的开挖和运营阶段,得到夹层含水对地下洞室稳定性的影响,并用数值模拟加以验证。为保证长时蠕变试验的稳定运行,论文研制了由模型架、加载系统、测量系统组成的新型杠杆式物理模型试验系统,模型架设计成便于组装的框架组合式结构,加载系统采用二级杠杆,重力式加载,具有压力输出范围大、力值恒定,成本低廉等优点,测量系统包括非接触式的位移测量和接触式的应力测量。系统的成功搭建为后续试验提供了硬件保证。模拟材料配制中,按照相似原理,确定几何相似比为50,密度相似比为1.5,推导出应力相似比为75及其他相似比。模型试件主岩体的相似材料选用石英砂和石膏,加入有机硅调节渗透性和吸水率;软弱夹层的相似材料选用石英砂、石膏和高岭土等,保证低强度和膨胀性。通过常规力学实验和水理实验确定主岩体配比方案为6120,软弱夹层配比方案为855。考虑软弱夹层在地下洞室中的赋存状态,以夹层厚度、夹层位置和含水状态为因素,按照正交试验方案设计,开展开挖试验以及长时间蠕变试验,对洞室特定部位应力变化和洞室周边测点的位移进行监测和分析,得出:随着开挖的进行,距离洞室越近,应力的变化越大,洞室收敛变形量随着开挖的进行逐渐增加;开挖后的蠕变试验中,测点部位的应力与洞室收敛变形量随着时间的增加而增加,后慢慢趋于稳定。对比开挖完成后和蠕变试验完成后洞室收敛变形量,可以得出:软弱夹层因素对地下洞室稳定性的影响程度为:软弱夹层含水状态>软弱夹层位置>软弱夹层厚度。具体而言,随着软弱夹层厚度的增加,洞室的变形量增加,洞室的稳定性减弱;软弱夹层距离洞室越远,洞室收敛变形量越小,洞室越稳定;软弱夹层含水后,夹层软化,强度降低,洞室收敛变形量增加,洞室稳定性减弱。通过COMSOL Multiphysics软件对模型试验进行数值验证。在开挖模拟中,洞室的应力变化规律与试验基本保持一致,在洞室上方出现应力减小区,并随着距离洞室越远,应力变化越小,随着开挖的推进,洞室收敛变形量增大,对洞室表面的变形影响越来越小。蠕变试验中,测点应力随着时间的推进不断增加,增加速率逐渐减小,洞室收敛变形量随着时间的推进逐渐增大,后期逐渐趋于稳定。对开挖阶段与蠕变阶段的洞室收敛变形量进行整理,得出软弱夹层各因素对洞室稳定性影响的规律,数值模拟与模型试验基本一致,互为补充。
彭先锋[2]（2021）在《逆断层相关裂缝的分布特征及成因机制 ——以彭州与永川地区断层构造带为例》文中研究表明逆断层相关裂缝深刻的影响着人类对石油天然气等化石能源的开发,影响着水利水电、桥梁隧道等大型岩土工程的施工,对预测地震、滑坡及泥石流等地质灾害也有重要影响。逆断层相关裂缝的分布特征往往影响着逆断层进一步演化,控制着裂缝型等油气藏的形成,以及影响储层油气分布规律和油气采收率。研究逆断层相关裂缝的成因机制,有助于从本质上认识逆断层相关裂缝的分布特征和形成演化规律,对认识裂缝型油气藏、火山岩油气藏以及深层干热岩储层改造等深部能源资源开发与利用、保护我国能源安全、防治地质灾害等均具有重要意义。本文基于野外露头、地震解释、钻井岩心、测井数据等资料,研究逆断层相关裂缝分布特征及及其控制因素;基于透明标准圆柱样压缩试验,研究逆断层相关裂缝形成过程,同时结合岩石三轴应力-应变实验,建立适用于逆断层相关裂缝形成的本构方程;基于地质构造物理模拟试验和数值模拟试验,从应变能和数值模拟角度研究逆断层相关裂缝的成因机制;最后分析彭州地区逆断层相关裂缝对油气富集的控制作用,以及永川地区逆断层附近地应力扰动对工程改造的影响。本文取得以下6点认识。（1）逆断层相关裂缝沿逆断层面两侧发育,两者的空间分布具有“交织重叠”现象。逆断层相关裂缝的力学性质多为挤压或压扭性。主要发育张性裂缝和剪性裂缝。逆断层相关裂缝走向与逆断层走向具有一致性。逆断层下盘区域的逆断层相关裂缝发育指数小于上盘区域。远离逆断层面时,逆断层相关裂缝的发育指数逐渐降低。逆断层性质、逆断层规模、地层岩性、地层厚度等都是影响逆断层相关裂缝发育指数的关键因素。（2）地应力状态是控制逆断层相关裂缝分布特征的核心因素,逆断层通过影响其附近区域的地应力场来控制逆断层相关裂缝的分布特征。逆断层面上的地应力绝对值比逆断层附近区域地层低,为地应力的低值区;逆断层中部区域为地应力相对低值区域;逆断层的尖（末）端部位、逆断层面弯曲的外凸部位等构造部位具有地应力集中效应,表现为应力值大小异常、应力方向具有扰动现象,这些构造部位易发育逆断层相关裂缝,且局部的应力方向扰动影响逆断层相关裂缝延伸方向。（3）相同地应力状态下,细观微裂纹的空间分布位置,是地下岩石内细观微裂纹分化发育成为逆断层面或逆断层相关裂缝的主要原因。在逆断层形成的时间序列上,每一个阶段,通过逆断层尖（末）端地应力集中效应产生的细观微裂纹,将作为逆断层面下一个演化阶段的“初始”微小裂隙。由于大部分细观微裂纹不在逆断层面延伸和扩展的预计方向上,未能发育成逆断层面的微小裂隙,将在载荷的作用下继续延伸、扩展形成逆断层相关裂缝。（4）从能量角度,地层应变能的积累和释放是逆断层相关裂缝形成的主要内因。应变能的积累和释放与逆断层形成工程具有时间上的一致性;应变能的大小和释放率决定了逆断层相关裂缝的规模;应变能释放的空间位置决定了逆断层相关裂缝的分布位置;应变能点源不断变化是逆断层相关裂缝既有张裂缝又有剪切裂缝的原因;逆断层相关裂缝是一个动态的、分区域性、多阶段的构造裂缝。（5）细观微裂纹的产生和发展是逆断层相关裂缝的成因机制,逆断层相关裂缝的微观破裂过程遵循以下规律:加载初期,岩石内部最先开始形成微裂纹,微裂纹萌生位置主要在原始裂隙的尖（末）端;继续加载,微裂纹不断的生长扩展,微裂纹的数目也同步显着增加,原始裂隙附近区域依次萌生出次生倾斜裂纹和次生共面裂纹;继续增加载荷,地下岩石内部的微裂纹扩展长度和数量都不断增加,岩石内的众多微裂纹快速扩展、贯通则形成逆断层相关裂缝;随着地下岩石内部损伤程度不断增大,最终形成宏观可见的贯穿破裂现象——逆断层。（6）逆断层与其相关裂缝的夹角（逼近角）,影响逆断层相关裂缝的走向和起裂应力。不同倾角裂隙岩石的起裂应力和损伤应力值大小不同:当逼近角较小时（α<45°）,地层内容易萌生翼裂纹,微裂纹在整个受压过程中均匀扩展,地下岩石的破坏形式主要为拉张模式;当逼近角较大时（α>45°）,地层岩石内比较难以萌生翼裂纹;当地应力达到特定临界值以后,地层岩石开始逐渐形成次生倾斜裂纹和次生共面裂纹。本文取得主要成果:（1）基于透明标准圆柱样压缩试验和岩石三轴应力-应变实验,建立了适用于逆断层相关裂缝形成的本构方程。（2）通过物理模拟试验,从应变能角度分析逆断层相关裂缝的成因机制,建立了逆断层形成演化过程的物理模拟试验方法和数据分析方法。（3）通过颗粒流程序模拟了岩石微裂纹起裂和扩展过程、定量分析不同倾角裂隙对岩石内微裂纹萌生和起裂应力的影响,建立了逆断层相关裂缝发育的动态模拟方法,揭示了逆断层几何学特征对其相关裂缝萌生-起裂-扩展-延伸过程的影响机制。另外,分析了彭州地区逆断层相关裂缝对油气富集的控制作用,以及永川地区逆断层附近地应力扰动对储层工程改造的影响。本文研究了逆断层相关裂缝的分布特征及成因机制,可以为与裂缝有关的油气田勘探开发和滑坡等地质灾害防治等提供一定的理论依据,对储层水力压裂改造等也具有一定的意义。
李志强[3]（2021）在《隧道突水岩体破裂应力-渗流演化的试验与机理研究》文中研究说明随着国家经济快速发展,我国已成为世界上隧道修建速度最快、规模最大、难度最高的国家。为了维护国家安全统一和进一步完善国家交通网络,随着“川藏铁路”工程及“一带一路”战略的推进,地形地质条件极端复杂的西南山区与强岩溶地区逐渐成为重大工程的建设重心,这些隧道工程普遍具有埋深大、洞线长、水文地质条件复杂等显着特点。在地质调查阶段往往很难对隧道沿线的地质条件进行详细准确探查,这大大增加了隧道施工期发生突水突泥等重大灾害的风险,成为影响安全、制约工程进度和费用的关键因素,隧道开挖扰动和高渗压作用下围岩损伤渗流灾变是诱发隧道突水的重要原因。本文以深长隧道中突水突泥灾害为研究对象,综合采用理论研究、数值模拟、室内试验和模型试验等手段,围绕隧道突水灾害防灾减灾这一科学难题,主要开展了隧道突水岩体破裂应力-渗透演化机理的研究,取得了以下研究成果:（1）分析了施工扰动下隔水岩体应力特征,提出了基于应力场演化的隔水岩体“三带”划分方法,基于MTS开展了加卸载应力路径下隔水岩体应力-渗流演化试验,分析了不同加卸载速率对岩体强度、变形特性的影响,确定了岩体渐进破坏过程中的特征应力,研究了岩体渐进破坏过程中能量演化规律及岩石变形与渗透率演化的关联特征,分析了高渗压作用下岩体破坏蠕变断裂,认为高渗压是导致岩体破坏的重要原因。（2）创新地设计了一种模拟高压流体激活裂隙岩体的实验方法,开展了水-力耦合作用下单裂隙岩体的剪切渗流试验,获取了不同围压下裂隙滑移前后渗透率的演化规律,裂隙渗透率受到裂隙粗糙度、有效应力、剪切位移的共同影响,分析了围压作用下高渗压、剪切位移及裂隙渗透率的联动演化机制,有效应力越大、裂隙渗透率越小;当有效应力恒定时,剪切位移存在一个临界阈值影响着渗透率的变化,提出了极小剪切位移作用下单裂隙岩体渗透率演化模型,解释了剪切位移作用下单裂隙岩体渗透率的演化规律。（3）基于三维流固耦合相似理论,研发了满足岩体水理、物理性质的流固耦合相似材料,创新了高水压加载密封技术,研制了可模拟复杂地质条件下隧道开挖渗流变化的试验系统,结合相似材料及模型系统,开展了隧道突水岩体渗透破坏模型试验,研究了不同渗流压力下岩体渗流场分布规律,获取了隔水岩体破裂型突水灾害中应力、渗流演化趋势,揭示了隧道开挖过程中隔水岩体应力-渗流演化规律。（4）分析了隔水岩体结构及其突水破坏类型,开展了岩体应力-损伤-渗流理论分析,通过孔隙率表征岩体的损伤变量,分析了岩体渐进破坏过程中岩体渗透率随损伤变量的演化规律。基于断裂力学,研究了单裂纹、多裂纹的水压劈裂特征及临界水压,研究了应力系数,裂纹倾角对临界水压的影响。基于数值模拟研究了施工过程中隔水岩体的应力演化特征,分析了开挖扰动及高渗压对岩体防突能力的影响,揭示了开挖扰动及高渗压作用下隔水岩体渗透破坏突水机理。本文研究成果有益于充实隧道突水渗透致灾理论体系,为隧道工程突水突泥灾害的防灾减灾提供科学依据和理论支撑。
葛进进[4]（2020）在《初始应力状态下岩石爆破裂纹扩展的模型试验研究》文中进行了进一步梳理煤炭作为主导能源一直以来支撑着我国的国民经济快速发展。事实上,在今后相当长的时期内它将仍然被视作我国经济发展所依赖的主导能源。由于浅部煤炭资源的枯竭,当前矿井的开采正经历着由浅部向深部的转变。工程实践表明,深部岩体赋存在高地应力环境中,导致深部矿井岩石的爆破破碎理论和围岩稳定机理显然与浅部岩体有所不同。因此,正确认识高地应力状态下爆炸载荷的加载特性、岩体爆破的损伤演化机理、爆破效果的影响因素以及不同爆破技术的破岩机理,这对于丰富爆破破岩的理论以及工程应用都是极具现实意义的。本文以爆炸力学、连续介质力学、岩石断裂和损伤力学、应力波理论等为指导,通过物理相似模型试验为主理论分析为辅的研究方法,对初始高地应力状态下岩石爆破破裂机理进行全面研究,修正考虑初始应力的压碎圈和裂隙圈计算公式和考虑初始应力的爆破分形损伤模型,揭示深部岩体内爆破裂纹扩展的方向、长度、速度与初始地应力的定量关系,探究初始地应力状态下岩体内爆破应力波的传播规律以及不耦合系数对爆破裂纹扩展的影响。初始应力状态下的透明岩石爆破相似模型试验表明:模型试件上,径向主裂纹扩展的平均长度、速度均随初始地应力的增大而减小,环向裂隙圈、压缩粉碎圈的平均直径也均随初始应力的增大而减小,但是压缩粉碎圈直径与环向裂隙圈直径的比值却随着初始应力的增大而增大;同时,在初始应力较大的区域,其爆破远区的应力波较初始应力较小的区域增强,即震动强度变大;当模型试件处于不等围压荷载条件下,其爆生最长径向主裂纹扩展的方向与最大主应力（σv）的方向呈锐角,且该锐角的大小随着最小主应力（σh）的增大而增大,同时可以根据tanθ=σv/σh（0<9<45℃）确定θ值得大小,这一试验结果和理论分析高度吻合。由上述结论可以推断,高地应力下深部岩体之所以难爆,主要是因为初始高地应力的存在改变了炸药爆炸后能量的分布,即用于爆破近区和爆破远区的能量占比扩大,用于爆破中区的减小。原本裂纹面的张开就受到初始应力的限制,使得需要更大得驱动力扩展裂纹,也就是扩展单位长度得裂纹需要更多的能量,而用于驱动裂纹扩展的总能量却有所减少（爆破中区）,所以裂纹扩展的总长度减少了。图96表52参240
左云飞[5]（2019）在《潘三矿C13煤层爆破增透相似模拟试验研究》文中指出在我国的能源结构中,煤炭占比较高,长期处于主体能源地位,然而煤矿事故严重制约着煤炭行业的发展。随着科技的不断进步,我国煤矿百万吨死亡率不断降低,但是随着煤矿开采深度的不断增加,高瓦斯低透性煤层的比例显着提升,加剧了煤矿的瓦斯抽采的难度,不利于煤矿的安全生产。为了提高瓦斯的抽采效果,保障生产安全,需要对煤层进行增透处理。在目前的煤层增透技术中,爆破增透具有广泛的适用范围。本文在爆炸力学、岩石力学和断裂力学的基础上,分析了国内外学者对爆破增透的研究成果,对深孔爆破增透机理进行了总结,根据相似理论,以淮南集团潘三矿C13煤层及其顶底板为模拟原型,进行了相似配比试验,确定了相应的配比,其中煤层的配比材料及比例为:砂子:水泥:石膏:云母粉:煤粉:水=3.5:0.4:1.0:0.06:1.2:0.7。之后在实验室内搭建实验平台,浇筑试验模型,制作两种不同结构的药卷,开展爆破增透相似模拟试验。试验采用超动态应变仪和并行电法仪进行数据收集,通过分析超动态应变仪的试验数据,可以得出:发生爆炸后,炸药对周围介质的作用主要集中在动载阶段和静载阶段。在两个试块的1#位置处,定向聚能药卷爆破后的应变峰值是普通药卷爆破后的1.22倍,定向聚能药卷爆破后的静载阶段比普通药卷爆破多持续200ns。通过分析网络并行电法仪的反演图,可以得出:填装普通药卷的试块,选定平面的电阻率跃升幅度在38.9%左右。填装定向聚能药卷的试块,中心位置跃升幅度在66.7%左右。对比两种不同药卷作用前后的电阻率等高线图,定向聚能药卷在聚能方向上促进裂隙发育的效果要优于普通药卷。从试块的宏观表面裂隙、爆破过程中的动态应变以及爆破前后的电法反演三方面来看结论相互印证,说明定向聚能药卷能够在聚能方向上更好的促进裂隙发育,增加煤层的透气性,降低粉碎区的能量消耗,能够为工程实践提供参考。图[47]表[11]参考文献[86]
范国涛[6]（2019）在《含水率对相似材料模型强度的影响规律研究》文中认为相似材料模型试验作为矿业工程科学研究的主要手段,其中抗压强度作为判定原型与模型相似的重要指标之一,受到模型材料砂胶质量比、胶结物质量比、含水率等的影响,其中含水率是一个重要参数。一方面含水率引起相似材料内部的物理化学反应;另一方面对模型相似性及模型试验的准确度有着重要影响。探究相似材料模型内部含水率场、强度场分布特征,对进一步优化相似材料模型试验,提高模型相似度与试验准确度具有重要的意义。本文从水分传递理论开展了对相似材料中水分的迁移、扩散的理论分析,探究了含水率对强度的影响机理;结合数字图像相关方法（DIC）技术,进行相似材料试件的单轴压缩试验,分析了含水率对相似材料试件强度以及主应变的影响规律;搭建了相似材料模型,基于频域反射技术（FDR）对模型干燥过程中的相似材料含水率进行监测,得到模型含水率场分布特征并反演出模型强度场分布特征;对比模型预期强度与实际强度,分析两者之间的差异并提出改进方案,利用数值计算进行验证。研究表明,相似材料试件的单轴抗压强度与含水率的关系呈现指数函数关系,且含水率在1.6%-2.7%之间时,达到本次模型试验的预期力学强度;随着含水率的增大,试件表面主应变减小、Y方向的位移逐渐增大;利用克里金插值法对模型含水率监测数据进行插值,插值相对误差小于2.5%,实现了对模型含水率数据插值;模型含水率场特征在水平方向上大致相同,竖直方向呈现上低下高的梯度分布;反演得出模型强度场分布特征,通过对比模型预期理论强度与实际强度,发现两者在模型上部差异较大;提出一种对模型养护的改进方案—对模型上表面进行覆膜处理,降低模型实际强度与预期强度的差异。为优化相似材料模型试验、提高模型相似度以及试验准确性提供参考。
宁勇[7]（2019）在《加锚脆性岩石破裂的加载速率效应及声发射特性研究》文中认为随着浅部资源的逐渐枯竭,国内外岩石工程均向岩体深部发展,在深部高地应力条件下,广泛存在于煤矿山和非煤矿山、隧洞、边坡等众多工程中的脆性岩体破坏导致的诸多特殊工程灾害（如岩爆、冲击地压等）表现更为突出,给工程设计、施工带来巨大挑战的同时,更严重威胁了现场施工人员的生命、财产安全。尽管巷道或隧洞等均已采取一定的支护措施,但围岩失稳灾害依然频现,同时支护措施下的围岩失稳破坏具有的隐蔽性和滞后性特点往往让人防不胜防,增大了对岩爆、冲击地压等脆性围岩动力灾害预测及防治的难度。本文在国家自然科学基金项目（51674116）的资助下,系统开展了单轴压缩条件下加锚砂岩破裂及声发射特性的加载速率效应研究工作。主要内容及结论如下:（1）根据现有锚杆支护措施下深部硬脆性岩体工程失稳现象频现,并多表现为浅表局部破坏的特点,对加锚砂岩进行了0.001、0.005、0.01、0.05和0.1mm/s等五种低应变率加载工况下的单轴压缩试验。试验结果表明:各加载速率条件下,无锚试样最终均表现为拉剪破坏,对加载速率的高低变化并不敏感;加锚试样均表现为剪切破坏,大部分加锚试样主要表现为剪切破裂面与锚杆轴向平行,0.01、0.05和0.1mm/s加载速率时会有部分加锚试样的剪切破裂面与锚杆轴向相交。（2）探讨了锚杆及加载速率影响脆性岩体单轴破裂的破坏机制。当锚杆锚固形成的等效锚固力与潜在的剪切滑移面平行时,大部分加锚试样的破坏形式主要表现为剪切破裂面平行于锚杆轴向。当锚杆布置方向与潜在滑移面α相平行,而穿过潜在滑移面β时,在0.001,0.005mm/s加载速率时,出现剪切破裂面平行于锚杆轴向的情况;0.01,0.05,0.1mm/s加载速率时,出现加锚砂岩破坏时剪切破裂面与锚杆轴向成一定角度的现象。（3）结合声发射试验,比较了单轴压缩条件下无锚试样与加锚试样的声发射特性的差异。声发射信号表明,各加载速率下无锚试样的弹性应变能均积聚到试样整体破坏时才释放,而加锚试样储存的弹性应变能可在应力峰值前得到充分地释放。声发射RA值随时间的分布与其内部裂纹的萌生及扩展具有良好的对应关系,有助于进一步认识岩石内部裂纹的萌生及扩展规律。（4）从锚杆锚固机制、试样破裂模式、能量释放等方面探讨了锚杆对屈曲型岩爆的控制机制,锚杆锚固形成的等效组合梁很大程度上降低了层爆的发生,消弱和降低了屈曲型岩爆的发生强度和频率;锚杆锚固破坏了岩爆的孕育过程,起到了控制层裂屈曲型岩爆的作用;加锚试样破坏时可释放的动能所占外界输入岩石的能量比例减少,降低了岩爆的孕育能力和发生的烈度,达到了控制层裂屈曲型岩爆的作用。（5）基于加锚砂岩的单轴压缩试验,探讨了高地应力下大断面煤巷防冲锚固控制技术。高地应力下大断面煤巷防冲锚固控制技术的关键在于须选用同时具有高强度、协同支护和防冲击特性的锚杆和锚索等支护体系,基于这种支护理念,提出“锚带网索+锚索梁+槽钢梁配锚索护帮”的加强支护措施。对深部平巷的支护控制表明,在此防冲锚固技术的控制下巷道围岩在掘进期间未发生明显的破坏,对巷道具有良好的支护和加固作用。
朱艳州[8]（2019）在《富水基岩中单层井壁的变形规律研究》文中认为近年来,我国煤炭资源开采逐步向深部发展,井筒需要穿越深厚复杂岩层或富水岩层,解决深厚复杂岩层或富水岩层立井施工安全问题,成为矿井建设技术的关键。特别是我国西部地区多数井筒需要穿越白垩系、侏罗系等含水量大的软岩地层,过去在冲积层中建设单层井壁的冻结设计参数和经验在富水软岩层单层井壁冻结设计中不能适用,因此,研究深厚富水基岩中单层井壁的力学特性具有重要的理论研究价值和工程实际意义。论文以小型岩样试验为基础,以物理模拟试验为主要研究手段,对孔隙岩石相似材料的配制、相似材料岩样的物理力学特性以及及富水基岩中单层井壁的变形规律等开展了研究。系统研究了不同配比下的相似材料岩样物理力学特性;基于相似材料岩样的渗透系数,研究了不同渗透系数的饱和岩样在不同围压下的三轴抗压强度;对富水基岩中单层井壁进行了受力变形规律研究,发现在孔隙水压的加载不同阶段,孔隙水压力对井壁的影响不同。对室内试验制取的不同配比的相似材料岩样,进行孔隙率、渗透系数、单轴压缩。分析了相似材料岩样的破坏过程以及破坏形式,得出了不同配比岩样的孔隙率、渗透系数、单轴压缩强度、弹模随各因素的的变化规律。研究结果表明:（1）本配方所配制岩样能在单轴抗压强度、弹性模量、孔隙率符合砂岩各项物性指标;（2）相较于透水混凝土增强剂用量以及水胶比的大小,不同粒径的石英砂对相似材料孔隙率与渗透系数的影响更大;（3）本试验确定的相似岩样渗透性好,孔隙岩体容易饱和。对不同渗透系数的饱和岩样进行了三轴压缩试验,得出了不同围压下不同渗透系数岩样的三轴抗压强度随围压的变化规律,并根据库伦准则得出了不同渗透系数岩样的粘聚力及摩擦角。经研究发现:（1）因有围压的作用,试验岩样破坏形式仅为单斜面剪切破坏;（2）随着围压的增大,饱和岩样三轴抗压强度也随之增长,相较于单轴压缩,围压使得饱和岩样达到强度峰值点的变形增大,即围压使饱和岩样的塑性增加。在设计的小型模拟试验台上,运用物理模拟试验的方法,对富水基岩中单层井壁的变形规律进行了研究。试验结果表明,在孔隙水压的加载过程中,井壁受力可明显分为2个阶段,井壁与围岩接触面发生剥离前,井壁结构受到的水力荷载处于较低水平,而井壁与围岩接触面剥离后,孔隙水压力的影响迅速增加。围岩与井壁的剥离情况可概括为先局部剥离,后全部剥离。即先粘结力薄弱区域剥离,后剥离区域逐渐向四周扩展直至全部剥离。围岩在孔隙率以及渗透系数表现出整体均匀性,而单轴抗压强度以及弹性模量上围岩底部最大。在测试领域分布式光纤具有测点多,稳定性好、灵敏度以及准确度高的优点。
王超杰[9]（2019）在《煤巷工作面突出危险性预测模型构建及辨识体系研究》文中进行了进一步梳理煤巷工作面作为井下突出事故最易多发的地点,开展煤巷工作面突出发动机制及突出预测体系完善工作对突出发生的防治极其重要。对一个实际的煤巷工作面开展突出预测工作时,预测结果的准确性及可信性依赖于预测指标选择的合理性及其临界值确定的可靠性、预测钻孔布置的科学性以及预测钻孔动力现象表征突出危险性辨识的准确性。本文以岩石断裂力学、瓦斯渗流理论为理论基础,采用理论分析、数值模拟、实验室试验及工程应用试验相结合的研究方法,开展了煤巷工作面突出危险性影响因素影响成因的研究,并在分析不同应力加载模式下煤体发生破坏所需应力临界条件的基础上,提出了一个可表征煤巷工作面突出危险性水平最大情况时的突出预测理论模型;搭建了模拟煤巷工作面预测指标测定平台,并基于该平台,开展了钻屑量测定影响因素权重理论分析及实验室测定试验,检验了该平台的可靠性,表明了突出预测模型的优越性;揭示了喷孔、卡钻等钻孔动力现象间的联动体系及其与突出危险间的直观联系;基于钻孔初始瓦斯流量预测指标,建立了钻孔初始瓦斯流量临界值划定体系;量化了煤巷工作面突出预测钻孔布置模式;开发了钻孔初始瓦斯流量现场测定系统并成功实施工程应用试验。主要取得以下研究结论:（1）煤巷工作面煤岩体随应力加载模式的不同而表现差异化的失稳破坏形态及临界受力条件。简化其突然暴露时的受力状态为围压加载,并考虑其内瓦斯无泄漏,此时的煤岩体具有的突出危险性水平最高,以此模型搭建煤巷工作面突出预测指标测定平台,得到的预测指标判别突出危险性临界值可实现判别不突出危险准确率为100%。（2）基于实验室搭建的煤巷工作面突出预测指标测定平台开展了钻屑量测定实验,根据初始释放瓦斯膨胀能判别突出危险性的临界值得到的钻屑量判别突出危险性的临界值预测突出危险性准确率为93.75%,远大于《防治煤与瓦斯突出规定》中钻屑量提供的参考临界值所回判的突出危险性准确率。表明了本煤巷工作面突出预测试验平台的优越性。（3）煤巷工作面的突出危险性水平越高,突出预测钻孔发生瓦斯动力现象的频率越大。发生喷孔现象表明预测区域内的煤体具有突出危险性,顶钻现象可以视为喷孔现象发生的预兆。而发生卡钻现象的原因多样化,表征煤体具有突出危险性的卡钻现象一般和喷孔现象相伴而生,相继触发,两者构成了联动体系。（4）钻孔初始瓦斯流量是能反应地应力、瓦斯压力及煤体性质的综合突出危险性预测指标,在实验室开展其应用于现场指导的突出危险性预测临界值判定实验,最需调控的影响因素是模拟煤层的瓦斯压力及打钻的钻进速度。（5）预测钻孔的开孔距离与巷帮控制范围及预测超前距成正比,与预测深度成反比。选取预测钻孔的开孔距离为0.5m时可以保证在不同预测条件下满足工作面在经过新一轮的突出预测后继续推进,其推进距离达到上一轮预测留下的预测超前距离时,能够进入新一轮预测形成的有效预测带内。（6）无明显软分层但存在硬煤体裹挟“煤包”式构造软煤体的煤巷工作面,突出预测钻孔应在控制煤体范围内均匀布置,预测钻孔在终孔截面保持的钻孔间宽度宜为46m,高度需根据已探构造普遍范围决定。根据预测钻孔布置后的煤巷工作面可能的突出煤量可进一步调整预测钻孔的布置。该论文有图93幅,表29个,参考文献222篇。
杜锋[10]（2019）在《受载含瓦斯煤岩组合体耦合失稳诱发复合动力灾害机制》文中研究指明随着煤矿逐渐进入深部开采,煤岩瓦斯复合动力灾害日益加剧,严重威胁着煤矿的安全生产。然而,到目前为止,学术界对于煤岩瓦斯复合动力灾害的研究仍然处于起步阶段,对复合动力灾害发生机理的深入研究迫在眉睫。本文将突出-冲击耦合动力灾害作为切入点,以现有的研究中很少关注到的含瓦斯煤岩组合体为研究对象,采取试验测试、理论分析、物理模拟和数值计算相结合的方法,对受载含瓦斯煤岩组合体损伤与煤中瓦斯渗流耦合失稳诱发复合动力灾害机制进行了探索,得到了一些创新成果。本文的主要研究结论如下:（1）开展了三向应力下CH4和CO2在煤中的渗透率测定试验,分析了煤体在不同受力条件下对CH4和CO2的渗透特性。研究表明,CH4和CO2在煤中的渗透率变化规律存在许多相似之处。两者的渗透率随气体压力的变化规律都是由吸附膨胀、有效应力和Klinkenberg效应所控制。气体吸附作用越强或者煤体所受围压越大,渗透率越小。在温度的影响下,两者的渗透率随着瓦斯压力的增大都呈现出类似的分段特征,并且两者在稳态法测渗透率试验中达到渗流稳态所需时间都呈现出类Langmuir特征。对CH4和CO2来说,温度对渗流系统达到稳态所用时间的影响并不明显。（2）以含瓦斯煤和煤岩组合体为研究对象进行了常规三轴加载力学试验,结果表明,煤岩组合体的承载强度介于岩体与煤体之间。随着围压的增大或瓦斯压力的减小,三种试样的强度均增大。含瓦斯煤岩组合体发生破坏的区域主要出现在煤体部分。但是在一定的条件下,会扩展到接触到的岩体部分,形成贯穿裂纹。含瓦斯煤及煤岩组合体强度特征均符合Mohr-Coulomb强度准则。煤岩体内裂纹的发生和扩展不仅影响着煤体以及煤岩组合体的宏观应力-应变特征,还决定了其渗透率演化特征。在低围压下,煤岩组合体声发射信号分布特征更类似于煤的连续分布特征。而在高围压下,煤岩组合体声发射信号分布特征更类似于岩石的脉冲分布特征。煤与泥岩组合体的累积计数和累计能量高于煤与砂岩组合体。（3）进行了含瓦斯煤与砂岩组合体定轴压卸围压、复合加卸载两种卸荷路径下的力学试验。研究发现,卸围压和复合加卸载使得组合体的粘聚力减小,内摩擦角增大,承载强度降低。Mohr-Coulomb强度准则仍然适用于卸荷应力路径下的含瓦斯煤岩组合体。在复合加卸载条件下,组合体中煤体部分更易发生变形破裂。煤岩体内裂纹的发生和扩展会受到瓦斯赋存条件、实际采动应力以及多重应力路径的综合影响。复合加卸载路径下声发射累积计数和累计能量最大,其次是卸围压,最后是常规三轴加载。（4）以含瓦斯煤岩组合体接触面处的受力分析为突破口,对含瓦斯煤岩组合体损伤破坏机制进行了理论分析。结果表明,含瓦斯煤岩组合体在变形破坏过程中,煤体和岩体部分在水平方向会产生不协调变形量,从而在各自的界面处产生了附加应力的作用,这是含瓦斯煤岩组合体的损伤破坏异常复杂的根本原因。在实际采矿过程中,煤岩组合体最主要的受力方式是:随着轴压的增加,接触面岩体的抗压强度减小但仍大于远离接触面煤体的抗压强度,接触面煤体的抗压强度增加但仍小于远离接触面岩体的抗压强度。建立了含瓦斯煤岩组合体影响下煤体的渗透率演化模型并利用实验室数据进行了验证。最后,建立了考虑组合体中煤体和岩体部分的损伤及煤的渗透率演化特征的煤岩组合体气固耦合模型。（5）进行了不同条件下受载含瓦斯煤岩组合体损伤及其煤中瓦斯渗流耦合致灾物理模拟试验和数值模拟。研究结果表明,突出-冲击耦合动力灾害发生后,煤层和顶板岩层都会发生一定的变形破坏,灾害抛出的煤粉没有明显的分选性。瓦斯压力在暴露面向煤层深处急剧上升,在应力集中处达到最大,且高于煤层初始压力。与突出相比,突出-冲击耦合动力灾害更易在相对低的瓦斯压力、相对高的煤层强度以及较小的顶板煤层强度差的条件下发生,但这些条件不能达到冲击地压的发生条件。地应力和瓦斯压力越大,突出-冲击耦合动力灾害的强度就越大,带来的危害就越大。（6）建立了含瓦斯煤岩组合体失稳诱发复合动力灾变能量判据,揭示了含瓦斯煤岩组合体耦合失稳诱发复合动力灾害机制,并结合现场典型案例对研究结果进行分析验证。建议结合大数据和深度学习技术对煤岩瓦斯复合动力灾害进行实时精准预测,同时建议采用消除瓦斯内能和降低煤岩体弹性能两类措施并举的煤岩瓦斯复合动力灾害一体化防治策略。
二、物理模拟实验理想材料——塑化松香和有关物理参数测定（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、物理模拟实验理想材料——塑化松香和有关物理参数测定（论文提纲范文）
（1）考虑多因素影响的含水软弱夹层地下洞室稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 模型试验系统的研究现状 |
| 1.2.2 相似材料的研究现状 |
| 1.2.3 软弱夹层对围岩稳定性研究 |
| 1.2.4 存在问题 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 软弱夹层及地下洞室围岩稳定性研究 |
| 2.1 软弱夹层 |
| 2.1.1 软弱夹层的定义 |
| 2.1.2 软弱夹层的分类及特征因素 |
| 2.2 地下洞室围岩稳定性 |
| 2.2.1 影响洞室围岩变形的因素 |
| 2.2.2 洞室围岩失稳的判断 |
| 2.2.3 洞室围岩稳定性理论 |
| 2.3 地应力 |
| 2.3.1 初始应力 |
| 2.3.2 自重应力 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 物理模型试验系统 |
| 3.1 模型架 |
| 3.2 加载系统 |
| 3.2.1 设计要求 |
| 3.2.2 设计原理 |
| 3.2.3 系统组成 |
| 3.3 测量系统 |
| 3.4 组装调试 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 模型试验相似材料的选择 |
| 4.1 相似理论 |
| 4.1.1 相似三定理 |
| 4.1.2 相似条件 |
| 4.2 相似关系确定 |
| 4.3 相似材料选取 |
| 4.4 相似材料配制 |
| 4.4.1 主岩体相似材料的配比方案设计 |
| 4.4.2 软弱夹层相似材料的配比方案设计 |
| 4.5 相似材料性能测试 |
| 4.5.1 常规力学与水理性能实验 |
| 4.5.2 性能参数计算 |
| 4.6 实验结果分析 |
| 4.6.1 主岩体相似材料配比确定 |
| 4.6.2 软弱夹层相似材料配比确定 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 含水软弱夹层地下洞室稳定性模型试验 |
| 5.1 模型试验方案 |
| 5.2 模型试验实施 |
| 5.2.1 试验前准备 |
| 5.2.2 开挖试验 |
| 5.2.3 蠕变试验 |
| 5.3 模型试验监测 |
| 5.3.1 应力监测 |
| 5.3.2 位移监测 |
| 5.4 试验结果分析 |
| 5.4.1 开挖阶段地下洞室稳定性 |
| 5.4.2 蠕变阶段地下洞室稳定性 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于COMSOL的含水软弱夹层地下洞室稳定性模拟 |
| 6.1 模型建立 |
| 6.2 结果分析 |
| 6.2.1 开挖阶段地下洞室稳定性 |
| 6.2.2 蠕变阶段地下洞室稳定性 |
| 6.3 数值模拟试验与模型试验对比 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（2）逆断层相关裂缝的分布特征及成因机制 ——以彭州与永川地区断层构造带为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.1.3 课题来源 |
| 1.2 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.2.1 裂缝识别、描述、分类和成因研究现状 |
| 1.2.2 断层相关裂缝成因的理论研究现状 |
| 1.2.3 断层相关裂缝的物理模拟方法研究现状 |
| 1.2.4 断层相关裂缝的数值模拟方法研究现状 |
| 1.2.5 断层相关裂缝的成因机制研究现状 |
| 1.2.6 存在的问题 |
| 1.3 研究内容、研究方法和技术思路 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术思路 |
| 1.3.3 研究方法 |
| 1.4 完成工作量 |
| 1.5 创新点 |
| 第2章 逆断层及其相关裂缝的基本特征 |
| 2.1 逆断层基本特征 |
| 2.1.1 野外露头特征 |
| 2.1.2 地震响应特征 |
| 2.2 逆断层相关裂缝特征 |
| 2.2.1 地震响应特征 |
| 2.2.2 野外露头特征 |
| 2.2.3 岩心观察特征 |
| 2.2.4 测井响应特征 |
| 2.3 逆断层相关裂缝的产状特征 |
| 2.3.1 裂缝的倾角特征 |
| 2.3.2 裂缝的走向特征 |
| 2.4 逆断层相关裂缝的控制因素 |
| 2.4.1 逆断层的规模 |
| 2.4.2 逆断层的空间位置 |
| 2.4.3 地层的岩性 |
| 2.4.4 岩层的厚度 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 逆断层面及其附近区域的地质力学特征 |
| 3.1 地应力状态 |
| 3.2 地应力的测试方法 |
| 3.2.1 地应力的方向 |
| 3.2.2 地应力的大小 |
| 3.3 逆断层面及其附近区域的应力场分布特征 |
| 3.3.1 逆断层面上的应力场 |
| 3.3.2 逆断层附近区域的应力场 |
| 3.3.3 应力场分布的影响因素 |
| 3.4 逆断层相关裂缝的地质力学特征 |
| 3.4.1 逆断层相关裂缝形成的微观试验 |
| 3.4.2 岩石三轴应力-应变实验 |
| 3.4.3 优选岩石破坏准则 |
| 3.4.4 逆断层相关裂缝形成的本构方程 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 逆断层相关裂缝的成因机制研究 |
| 4.1 构造物理模拟试验 |
| 4.1.1 试验方案设计 |
| 4.1.2 试验数据处理及结果 |
| 4.1.3 逆断层不同区域的应变能 |
| 4.1.4 应变能点源位置变化规律 |
| 4.1.5 逆断层形成阶段划分 |
| 4.1.6 应变能角度的逆断层相关裂缝成因机制 |
| 4.1.7 构造物理模拟试验的适用性 |
| 4.2 数值模拟试验 |
| 4.2.1 FLAC3D数值模拟方法 |
| 4.2.2 PFC2D数值模拟方法 |
| 4.2.3 数值模拟试验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 逆断层相关裂缝的评价及应用 |
| 5.1 逆断层相关裂缝对油气富集的控制作用 |
| 5.1.1 彭州地区地质概况 |
| 5.1.2 逆断层的基本特征 |
| 5.1.3 逆断层相关裂缝发育指数 |
| 5.1.4 逆断层相关裂缝对油气富集的控制作用 |
| 5.2 逆断层附近地应力扰动对工程改造的影响 |
| 5.2.1 永川地区地质概况 |
| 5.2.2 逆断层的基本特征 |
| 5.2.3 逆断层附近的地应力扰动现象 |
| 5.2.4 地应力扰动对工程改造的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
| 附录 A 彭州地区雷口坡组三向应力值的测试结果数据表 |
| 附录 B 永川地区龙马溪组三向应力值的测试结果数据表 |
| 附录 C 彭州地区雷口坡组泊松比、弹性模量、抗压强度测试结果数据表 |
| 附录 D 永川地区龙马溪组泊松比、弹性模量、抗压强度测试结果数据表 |
| 附录 E 彭州地区雷口坡组内摩擦角和内聚力测试结果数据表 |
| 附录 F 永川地区龙马溪组内摩擦角和内聚力测试结果数据表 |
（3）隧道突水岩体破裂应力-渗流演化的试验与机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景概述 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 选题依据及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩体破裂应力-渗流特征研究现状 |
| 1.2.2 岩体水力耦合下渗流特征研究现状 |
| 1.2.3 隧道突水灾害研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线图 |
| 1.4 主要创新点 |
| 第二章 施工扰动下隔水岩体应力-渗流特性试验研究 |
| 2.1 隔水岩体应力特征分析 |
| 2.2 岩石应力-渗流试验材料及方法 |
| 2.2.1 岩石试样及试验系统 |
| 2.2.2 试验方案 |
| 2.2.3 试验步骤 |
| 2.2.4 渗透率测量方法 |
| 2.3 岩石应力-渗流试验结果 |
| 2.3.1 试验结果概述 |
| 2.3.2 变形特性分析 |
| 2.3.3 强度特性分析 |
| 2.3.4 试样的破坏形态 |
| 2.3.5 岩石渐进破坏过程分析 |
| 2.3.6 基于能量理论的试样破坏过程分析 |
| 2.3.7 岩石损伤变形及渗透性演化特征 |
| 2.4 高渗压下岩石蠕变断裂分析 |
| 2.5 隔水岩体突水危险性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 水力耦合作用下单裂隙岩体渗流试验研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 试验材料及方法 |
| 3.2.1 岩石试样及加工 |
| 3.2.2 试验系统及试件安装 |
| 3.3 恒围压下剪切滑移试验 |
| 3.3.1 试验步骤 |
| 3.3.2 试验结果 |
| 3.4 变围压下剪切滑移试验 |
| 3.4.1 试验步骤 |
| 3.4.2 试验结果 |
| 3.5 极小位移作用后渗透率演化机理 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 隧道突水岩体应力-渗流演化模型试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型相似材料的研制 |
| 4.2.1 三维流固耦合相似理论 |
| 4.2.2 相似材料配置方案 |
| 4.2.3 相似材料性质试验分析 |
| 4.3 依托项目 |
| 4.3.1 工程概况 |
| 4.3.2 岩石试样制备 |
| 4.3.3 岩石的物理特征 |
| 4.4 模型试验系统研制 |
| 4.4.1 概述 |
| 4.4.2 试验系统介绍 |
| 4.5 试验一：隔水岩体渗流压力分布规律 |
| 4.5.1 试验方案 |
| 4.5.2 试验结果 |
| 4.6 试验二：隧道开挖隔水岩体应力渗流演化规律 |
| 4.6.1 相似材料及配比 |
| 4.6.2 试验方案 |
| 4.6.3 试验结果 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 隧道突水岩体渗透破坏机理研究 |
| 5.1 隔水岩体结构及其破坏类型 |
| 5.2 岩体应力-损伤-渗流理论分析 |
| 5.3 裂隙岩体水力劈裂分析及临界水压 |
| 5.3.1 裂隙岩体中水的作用 |
| 5.3.2 断裂力学基本原理 |
| 5.3.3 单裂纹水压劈裂临界水压分析 |
| 5.3.4 多裂纹水压劈裂临界水压分析 |
| 5.3.5 水压劈裂对裂隙岩体的影响分析 |
| 5.4 隔水岩体施工力学响应及其对防突性能的影响 |
| 5.4.1 数值模型 |
| 5.4.2 边界条件及模拟工况 |
| 5.4.3 工况一模拟结果 |
| 5.4.4 工况二模拟结果 |
| 5.4.5 开挖扰动下隔水岩体应力相关性 |
| 5.4.6 开挖扰动对隔水岩体防突性能的影响 |
| 5.5 隧道隔水岩体渗透破坏分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间参与的科研项目 |
| 纵向课题 |
| 横向课题 |
| 在读期间主要学术成果 |
| 学术论文 |
| 在读期间申请的专利 |
| 软件着作权 |
| 在读期间获得的奖励 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）初始应力状态下岩石爆破裂纹扩展的模型试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 注释说明清单一 |
| 注释说明清单二 |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 深部岩体力学特性研究 |
| 1.2.2 岩石动态力学特性研究现状 |
| 1.2.3 相似材料的研究现状 |
| 1.2.4 深部围岩内爆破破岩特征研究 |
| 1.2.5 目前遇到的问题 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容与方法 |
| 1.3.3 研究技术路线 |
| 2 深部地质力学环境与岩石动态力学特性分析 |
| 2.1 深部的复杂地质力学环境 |
| 2.1.1 深部的“三高一扰动” |
| 2.1.2 深部的定义 |
| 2.1.3 深部岩体应力分布规律 |
| 2.2 初始应力对岩石静态强度及破坏的影响 |
| 2.3 初始应力状态下岩石的动态力学特性分析 |
| 2.3.1 引言 |
| 2.3.2 初始应力对岩石类材料的动态力学性能影响 |
| 2.3.3 初始应力状态下岩石类材料在冲击载荷作用下的破碎能量耗散特征 |
| 2.3.4 初始应力对岩石类材料的能量吸收特性影响 |
| 2.3.5 初始应力对岩石类材料破碎断裂能的影响 |
| 2.3.6 初始应力状态下岩石类材料分形维数与能量耗散的关系 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 初始应力状态下岩石爆破破裂机理及其计算模型分析 |
| 3.1 岩石爆破破岩机理 |
| 3.1.1 岩石爆破作用的基本观点 |
| 3.1.2 岩石在炸药作用下发生破坏的物理过程 |
| 3.1.3 压碎区、裂隙区、震动区特性 |
| 3.1.4 压碎圈与裂隙圈半径计算 |
| 3.2 岩石爆破的理论模型 |
| 3.2.1 连续介质损伤力学 |
| 3.2.2 岩石爆破损伤模型 |
| 3.2.3 岩石爆破分形损伤模型 |
| 3.3 深部岩体爆破破裂机理分析 |
| 3.3.1 初始应力对岩石爆破裂纹扩展的影响 |
| 3.3.2 初始应力对爆破应力波传播的影响 |
| 3.3.3 初始地应力对爆破中区损伤范围的影响 |
| 3.3.4 初始地应力对爆破远区震动的影响 |
| 3.3.5 考虑初始地应力的岩石爆破破裂过程 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 透明硬岩相似材料的研制及其动态力学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 制作透明类硬岩石材料的要求 |
| 4.2.1 透明 |
| 4.2.2 类岩石性 |
| 4.2.3 强度可调 |
| 4.3 透明岩石相似材料研制过程 |
| 4.3.1 原材料的选择 |
| 4.3.2 原料介绍 |
| 4.3.3 制作方法 |
| 4.4 透明硬岩相似材料的物理力学特性 |
| 4.4.1 透明性表征 |
| 4.4.2 单轴抗压强度测试 |
| 4.4.3 单轴抗拉强度测试 |
| 4.5 透明岩石材料的相似性分析 |
| 4.5.1 基本力学性能对比 |
| 4.5.2 破坏形式对比与分析 |
| 4.6 爆破模型试验的应用 |
| 4.6.1 试验设计 |
| 4.6.2 结果及分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 透明岩石爆破相似模型试验设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型试验装置简介 |
| 5.3 模型试验的相似性研究 |
| 5.3.1 相似的概念 |
| 5.3.2 相似三定理 |
| 5.3.3 模型试验相似准则 |
| 5.3.4 模型试验相似常数 |
| 5.4 模型试验方案 |
| 5.4.1 模型材料配比设计 |
| 5.4.2 爆破动力设计 |
| 5.4.3 应力加载设计 |
| 5.4.4 模型试验过程设计 |
| 5.4.5 模型试爆 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 初始应力条件下透明岩石爆破相似模型试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 单向荷载下爆破模型试验研究 |
| 6.2.1 试验描述 |
| 6.2.2 裂纹扩展结果与分析 |
| 6.2.3 爆炸应力波测试结果与分析 |
| 6.2.4 小结 |
| 6.3 双向等围压荷载下爆破模型试验研究 |
| 6.3.1 试验描述 |
| 6.3.2 裂纹扩展结果与分析 |
| 6.3.3 爆炸应力波测试结果与分析 |
| 6.3.4 小结 |
| 6.4 双向不等荷载下爆破模型试验研究 |
| 6.4.1 试验描述 |
| 6.4.2 裂纹扩展结果与分析 |
| 6.4.3 爆炸应力波测试结果与分析 |
| 6.4.4 小结 |
| 6.5 初始应力下不耦合系数对裂纹扩展影响的试验研究 |
| 6.5.1 试验描述 |
| 6.5.2 裂纹扩展结果与分析 |
| 6.5.3 爆炸应力波测试结果与分析 |
| 6.5.4 小结 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（5）潘三矿C13煤层爆破增透相似模拟试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 瓦斯抽采研究现状 |
| 1.3 深孔预裂爆破研究现状 |
| 1.4 聚能爆破研究现状 |
| 1.5 本文研究的主要内容和方法 |
| 1.6 本文主要技术路线 |
| 2 深孔预裂爆破机理研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 炸药爆轰波 |
| 2.3 爆破能量分析 |
| 2.4 爆破应力波作用 |
| 2.5 控制孔作用机理 |
| 2.6 爆生气体作用机理 |
| 2.7 煤层瓦斯压力对裂隙扩展作用 |
| 2.8 深孔爆破的破坏范围 |
| 2.8.1 压缩粉碎区的形成及范围 |
| 2.8.2 裂隙圈的形成及范围 |
| 2.9 本章小结 |
| 3 相似理论及相似材料配比试验 |
| 3.1 相似定理 |
| 3.2 相似条件 |
| 3.3 煤的特征及其分类 |
| 3.3.1 煤的特征 |
| 3.3.2 煤体分类 |
| 3.4 相似模拟材料配比试验 |
| 3.4.1 模型相似比 |
| 3.4.2 相似材料的选择 |
| 3.4.3 试验仪器设备 |
| 3.4.4 模拟材料配比试验 |
| 3.4.5 试件参数测试 |
| 3.4.6 测试结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 爆破增透相似模拟试验 |
| 4.1 试验目的与方案 |
| 4.1.1 试验目的 |
| 4.1.2 试验方案 |
| 4.2 试验原型的性质 |
| 4.3 模型材料配比方案 |
| 4.4 相似模拟系统的构建 |
| 4.4.1 试验箱体的搭建 |
| 4.4.2 试验的监测系统 |
| 4.4.3 试验测点布置 |
| 4.5 主要爆破参数 |
| 4.5.1 炮孔装药量 |
| 4.5.2 炮孔深度 |
| 4.5.3 最小抵抗线 |
| 4.5.4 炮孔密集系数 |
| 4.5.5 炮孔间距 |
| 4.5.6 装药结构及炮孔直径 |
| 4.5.7 炮孔封堵 |
| 4.6 相似模拟试验过程 |
| 4.6.1 制作应变砖 |
| 4.6.2 填充相似材料及布置监测系统 |
| 4.6.3 药卷制作及炸药的填装 |
| 4.7 相似模拟的试验结果与分析 |
| 4.7.1 宏观裂纹分析 |
| 4.7.2 超动态应变仪结果分析 |
| 4.7.3 并行电法仪结果分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介以及读研期间主要科研成果 |
（6）含水率对相似材料模型强度的影响规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 相似材料试验研究 |
| 1.2.2 含水率对岩体强度的影响 |
| 1.2.3 含水率监测技术研究 |
| 1.3 研究内容和方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法及技术路线 |
| 2 物理相似模型材料水分作用机理 |
| 2.1 相似材料中水分传输机理 |
| 2.2 材料的水化和自干燥 |
| 2.2.1 石膏水化机理 |
| 2.2.2 升温和自干燥作用 |
| 2.3 水分传输的数学模型 |
| 2.4 含水率对强度影响机理分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 含水率对相似材料试件的影响规律 |
| 3.1 相似材料的选取 |
| 3.2 相似材料试件试验 |
| 3.2.1 相似材料试件试验方案设计 |
| 3.2.2 相似材料试件的制作 |
| 3.2.3 试件性质的测量 |
| 3.2.4 DIC测试技术 |
| 3.3 试验结果及分析 |
| 3.3.1 含水率与单轴抗压强度关系 |
| 3.3.2 DIC结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 相似材料模型含水率监测试验 |
| 4.1 平面模型试验概述 |
| 4.1.1 模型试验设计 |
| 4.1.2 传感系统及传感器布置 |
| 4.2 含水率检测技术 |
| 4.2.1 频域反射测试原理 |
| 4.2.2 含水率标定试验 |
| 4.3 克里金插值法 |
| 4.3.1 克里金插值法的概述 |
| 4.3.2 含水率的插值应用 |
| 4.4 模型含水率场分布演化特征 |
| 4.4.1 各测点含水率变化规律 |
| 4.4.2 模型含水率场分布特征 |
| 4.5 模型强度场对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 相似材料模型养护模式改进研究 |
| 5.1 相似材料模型含水率场数值计算 |
| 5.1.1 相似材料模型基本假设 |
| 5.1.2 几何模型的结构 |
| 5.1.3 边界条件 |
| 5.2 无覆膜养护条件下计算结果 |
| 5.3 覆膜养护条件下计算结果 |
| 5.4 数值计算结果对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）加锚脆性岩石破裂的加载速率效应及声发射特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 加锚脆性岩体的研究综述 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 硬脆性岩石破裂过程的研究现状 |
| 1.2.2 加锚岩体的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究思路 |
| 第二章 单轴压缩试验方案及加锚试样制备 |
| 2.1 试验方案设计 |
| 2.1.1 加载方式及加锚方式的确定 |
| 2.1.2 低应变率加载速度的选择 |
| 2.2 试验主要仪器设备 |
| 2.2.1 加载系统 |
| 2.2.2 声发射监测系统 |
| 2.2.3 超声波检测仪 |
| 2.3 加锚试样制备 |
| 2.4 试样均质性评判 |
| 2.5 试验操作步骤 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 低应变率加载速度下加锚砂岩的单轴破裂特性 |
| 3.1 锚杆影响下砂岩的单轴破裂特性 |
| 3.1.1 无锚砂岩试样的单轴破坏模式 |
| 3.1.2 加锚砂岩试样的单轴破坏模式 |
| 3.2 锚杆对砂岩表面初始裂纹扩展规律的影响 |
| 3.2.1 无锚砂岩试样宏观初始表面裂纹的扩展规律 |
| 3.2.2 加锚砂岩试样宏观初始表面裂纹的扩展规律 |
| 3.3 加锚砂岩单轴破裂模式的加载速率效应机制 |
| 3.3.1 锚杆对脆性岩体破裂模式的影响 |
| 3.3.2 加锚岩体破裂模式的加载速率效应分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 低应变率加载速度下加锚砂岩的声发射特性 |
| 4.1 声发射检测技术概述 |
| 4.1.1 声发射检测原理 |
| 4.1.2 声发射检测目的及优点 |
| 4.1.3 声发射信号的各个参数 |
| 4.2 无锚与加锚砂岩声发射基本特性对比分析 |
| 4.2.1 声发射振铃计数规律 |
| 4.2.2 声发射能量计数规律 |
| 4.3 加锚砂岩破裂过程与声发射特性的关系 |
| 4.3.1 声发射RA值 |
| 4.3.2 基于声发射RA值的加锚砂岩破裂过程分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 锚杆控制屈曲型岩爆机制及防冲锚固技术 |
| 5.1 屈曲型岩爆的形成机制 |
| 5.2 锚杆控制屈曲型岩爆机理分析 |
| 5.2.1 基于锚固组合梁的屈曲型岩爆控制分析 |
| 5.2.2 基于试样破裂模式的屈曲型岩爆控制分析 |
| 5.2.3 基于能量释放的屈曲岩爆弹射分析 |
| 5.3 高地应力下大断面煤巷防冲锚固控制技术 |
| 5.3.1 地质及开采条件 |
| 5.3.2 支护参数设计 |
| 5.3.3 锚杆锚索联合支护应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间发表的论文与科研成果清单 |
| 致谢 |
（8）富水基岩中单层井壁的变形规律研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究目标、研究内容、技术路线及创新点 |
| 2 孔隙岩石相似材料配制及物理力学参数规律研究 |
| 2.1 孔隙岩石相似材料的选择 |
| 2.2 相似材料物理力学参数测定 |
| 2.3 推荐配合比 |
| 2.4 小结 |
| 3 孔隙岩石相似材料三轴压缩试验研究 |
| 3.1 试验仪器 |
| 3.2 试验方案 |
| 3.3 试验步骤 |
| 3.4 试验结果及分析 |
| 3.5 模型试验岩体最优配比的选择 |
| 3.6 小结 |
| 4 富水基岩单层井壁变形规律研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 试验台的设计 |
| 4.3 试验系统组成 |
| 4.4 模型材料的选择 |
| 4.5 相似准则与模型井壁设计 |
| 4.6 试验方案 |
| 4.7 试验结果及分析 |
| 4.8 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）煤巷工作面突出危险性预测模型构建及辨识体系研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在的问题及不足 |
| 1.4 主要研究内容和技术路线 |
| 2 煤巷工作面突出危险性预测模型的构建 |
| 2.1 煤巷工作面突出的特征及发生规律 |
| 2.2 煤巷工作面突出预测模型 |
| 2.3 突出预测模型的可行性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 模拟煤巷工作面预测指标测定平台的搭建及效果检验 |
| 3.1 模拟煤层装置及应力加载系统 |
| 3.2 模拟煤层的突出危险性判定原理 |
| 3.3 钻屑量影响因素分析及临界值研究 |
| 3.4 突出预测钻孔动力现象演化机制及与突出危险性间的联系 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 钻孔初始瓦斯流量测定原理及临界值确定准则 |
| 4.1 钻孔初始瓦斯流量预测突出危险性的理论基础 |
| 4.2 钻孔初始瓦斯流量测定装置及过程 |
| 4.3 现场工作面煤层的复制 |
| 4.4 钻孔初始瓦斯流量突出预测临界值确定 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 煤巷工作面突出预测钻孔布局的合理性研究 |
| 5.1 突出孔洞几何参数特点 |
| 5.2 突出预测钻孔开孔位置的确定 |
| 5.3 突出预测钻孔布置与突出煤量量化分析 |
| 5.4 案例分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于钻孔初始瓦斯流量法的现场突出预测应用 |
| 6.1 矿井概况 |
| 6.2 钻孔初始瓦斯流量的测定 |
| 6.3 测定结果及分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 主要结论、创新点及展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）受载含瓦斯煤岩组合体耦合失稳诱发复合动力灾害机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 煤岩瓦斯复合动力灾害研究综述 |
| 1.2.1 煤岩瓦斯复合动力灾害的发生规律和破坏特征 |
| 1.2.2 煤岩瓦斯复合动力灾害的分类 |
| 1.3 含瓦斯煤及煤岩组合体的力学及渗透特性研究综述 |
| 1.3.1 含瓦斯煤及煤岩组合体的力学特性研究现状 |
| 1.3.2 含瓦斯煤渗透特性研究现状 |
| 1.3.3 受载含瓦斯煤岩损伤与渗流耦合特性研究现状 |
| 1.4 存在的问题及不足 |
| 1.5 研究方法 |
| 1.6 技术路线 |
| 1.7 本章小结 |
| 2 含瓦斯煤渗透率演化特征试验研究 |
| 2.1 试验方法 |
| 2.1.1 试验样品和试验装置 |
| 2.1.2 试验原理 |
| 2.1.3 试验方案 |
| 2.1.4 试验装置的稳定性 |
| 2.2 试验结果 |
| 2.2.1 气体压力和围压对渗透率及稳态时间的影响 |
| 2.2.2 温度对渗透率及稳态时间的影响 |
| 2.3 讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 常三轴条件下含瓦斯煤及煤岩组合体力学及渗透特性试验研究 |
| 3.1 试验设备与方法 |
| 3.1.1 试样准备 |
| 3.1.2 试验装置 |
| 3.1.3 试验方案与步骤 |
| 3.2 试验结果和分析 |
| 3.2.1 煤岩单体及组合体单轴力学特性 |
| 3.2.2 三轴加载下含瓦斯煤及煤岩组合体变形及破坏特性 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 卸荷条件下含瓦斯煤岩组合体力学及渗透特性试验研究 |
| 4.1 试验设备与方法 |
| 4.1.2 试验装置与样品 |
| 4.1.3 试验方案与步骤 |
| 4.2 试验结果和分析 |
| 4.2.1 变形特征分析 |
| 4.2.2 破坏特征分析 |
| 4.2.3 卸荷条件下煤与砂岩组合体声发射-渗透试验结果 |
| 4.2.4 卸荷条件下含瓦斯煤岩组合体强度特性 |
| 4.3 讨论 |
| 4.3.1 卸荷应力路径下煤岩组合体力学特性研究的现实意义 |
| 4.3.2 瓦斯压力对声发射相应特征的影响 |
| 4.3.3 围压对声发射相应特征的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 含瓦斯煤岩组合体损伤及煤中瓦斯渗透演化机制 |
| 5.1 含瓦斯煤岩组合体力学破坏机制 |
| 5.1.1 含瓦斯煤岩组合体受力分析 |
| 5.1.2 含瓦斯煤岩组合体的损伤破坏机制分析 |
| 5.1.3 含瓦斯煤岩组合体的损伤破坏数值模拟 |
| 5.2 含瓦斯煤岩组合体影响下煤的渗透率演化模型 |
| 5.2.1 含瓦斯煤渗透率演化模型 |
| 5.2.2 含瓦斯煤岩组合体中煤的渗透率演化模型 |
| 5.3 含瓦斯煤岩组合体气固耦合失稳机制 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 含瓦斯煤岩组合体失稳致灾物理模拟试验及数值模拟 |
| 6.1 煤岩组合体损伤与煤中瓦斯渗流耦合失稳致灾物理模拟 |
| 6.1.1 试验系统 |
| 6.1.2 试验煤样和岩样制备 |
| 6.1.3 试验方案与步骤 |
| 6.1.4 试验结果及分析 |
| 6.2 煤岩组合体损伤与煤中瓦斯渗流气固耦合模型 |
| 6.2.1 煤岩体变形控制方程 |
| 6.2.2 煤中气体流动方程 |
| 6.2.3 动态孔隙率和渗透率方程 |
| 6.3 煤岩组合体损伤与煤中瓦斯渗流耦合失稳致灾数值模拟 |
| 6.3.1 几何模型和边界条件 |
| 6.3.2 数值模拟结果 |
| 6.4 讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 含瓦斯煤岩组合体失稳诱发突出-冲击耦合动力灾害机制 |
| 7.1 不同煤岩瓦斯复合动力灾害发生机理探讨 |
| 7.1.1 冲击诱导突出型动力灾害机理 |
| 7.1.2 突出诱导冲击型动力灾害机理 |
| 7.1.3 含瓦斯煤岩组合体失稳诱发突出-冲击耦合灾害条件及能量判据 |
| 7.1.4 含瓦斯煤岩组合体失稳致灾机制 |
| 7.2 煤岩突出-冲击耦合动力灾害现场案例分析 |
| 7.2.1 事故概况 |
| 7.2.2 事故分析 |
| 7.3 煤岩瓦斯复合动力灾害综合预测与防治策略 |
| 7.3.1 煤岩瓦斯复合动力灾害综合预测技术 |
| 7.3.2 煤岩瓦斯复合动力灾害综合防治策略 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 有待进一步研究的工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、物理模拟实验理想材料——塑化松香和有关物理参数测定（论文参考文献）
- [1]考虑多因素影响的含水软弱夹层地下洞室稳定性研究[D]. 邹会松. 青岛科技大学, 2021(02)
- [2]逆断层相关裂缝的分布特征及成因机制 ——以彭州与永川地区断层构造带为例[D]. 彭先锋. 成都理工大学, 2021
- [3]隧道突水岩体破裂应力-渗流演化的试验与机理研究[D]. 李志强. 山东大学, 2021
- [4]初始应力状态下岩石爆破裂纹扩展的模型试验研究[D]. 葛进进. 安徽理工大学, 2020(07)
- [5]潘三矿C13煤层爆破增透相似模拟试验研究[D]. 左云飞. 安徽理工大学, 2019(01)
- [6]含水率对相似材料模型强度的影响规律研究[D]. 范国涛. 西安科技大学, 2019(01)
- [7]加锚脆性岩石破裂的加载速率效应及声发射特性研究[D]. 宁勇. 湖南科技大学, 2019(06)
- [8]富水基岩中单层井壁的变形规律研究[D]. 朱艳州. 中国矿业大学, 2019(09)
- [9]煤巷工作面突出危险性预测模型构建及辨识体系研究[D]. 王超杰. 中国矿业大学, 2019(01)
- [10]受载含瓦斯煤岩组合体耦合失稳诱发复合动力灾害机制[D]. 杜锋. 中国矿业大学(北京), 2019